FY-4A气象卫星LST L2级产品地面检验

为了检验FY-4A气象卫星陆表温度(land surface temperature,LST)L2级产品数据的精度及可用性,对2019年FY-4A卫星逐分钟全圆盘及中国区反演的LST产品(Ta),与全国区域(除台湾省)3300多个气象观测站观测时间差±120 sec之内的地面温度(Tg)和草面(雪面)温度(Ts)进行标准差对比与相关性分析。结果表明:FY-4A反演的LST产品与地面气象站观测结果一致,产品平均标准偏差为5.64℃和5.30℃,数据平均相关性0.9111和0.9048,能够准确反映我国各地LST的时空分布特征。对于像元(4 km×4 km)内下垫面,反演的LST与地面温度和草面地温的相关性高度一致,(Ta-Tg)与(Ta-Ts)存在显著线性正相关关系,且相关系数稳定。

冀东地区海陆风的特征分析

利用2018—2021年的逐小时数据,冀东(唐山、秦皇岛)地区的观测资料,总结分析了该地区的海陆风时间和空间分布特点,结果表明:在冀东地区,秦皇岛和唐山沿岸地区具有明显的海陆风天气特征;与夏季相比,冬季白天海风开始时间最晚,白天持续的时间最短;夏季海风最远可以深入内陆迁西与卢龙之间,大约60 km,冬季海风只能超过秦皇岛站,深入到内陆为1~2km。

气溶胶卫星遥感产品在林火检测中的适用性

森林火灾导致火点周围气溶胶光学厚度(AOD)发生显著变化,可利用MODIS气溶胶产品作为识别火点的辅助手段.通过对比火点周围MODIS C5 10 km、C6 3 km、C6 10 km气溶胶产品的有效样本数、空间分布特征来评估不同版本气溶胶产品应用于火灾烟羽检测的可行性,同时对比在火点32方位角条件下AOD的积累效应对烟羽敏感性的差异.结果表明,MODIS C6 3 km气溶胶产品能较准确地表征林火伴生的烟羽特征,C6 10 km和C5 10 km产品效果较差.C6 3 km产品在以火点为中心,扩散半径为24 km时,32方位角累积AOD比值对烟羽检测敏感,C5 10 km和C6 10 km产品对烟羽检测的敏感性较差.

北京2022年冬奥会冬季两项场地冷湖结构观测分析

利用安装在北京冬奥会崇礼赛区山坡及山谷底部的自动气象站观测资料,对2019年3月4—18日不同环流背景下、不同高度的温度变化特征进行分析,揭示特殊地形条件下夜间冷湖现象的出现与打破规律。结果表明,非静稳形势下,实验站点附近为正常温度层结,不存在冷湖结构。静稳形势下,山谷中存在突出的冷湖,由于该地特殊地形作用,谷底东—东南风伴随冷湖结构一同出现,且冷湖深度与天气静稳程度有关,并随时间动态变化。冷湖系统建立和打破与系统风速大小有直接关系:当系统风较小时,山谷中重力风起主导作用,冷湖结构建立;当系统风较大时,系统风起主导作用,风速加大导致风切变增强和产生湍流,该湍流混合向下动量和温暖空气,气流过山产生焚风效应,冷湖结构消失。

台风“安比”暴雨天气物理量诊断分析

利用Micaps分析资料、常规地面站雨量观测资料和区域中尺度自动站雨量资料,综合分析了“安比”台风的环流背景及物理诊断量,探讨本次登陆秦皇岛市的台风的特征和降水机制。此次降水由于台风引起的高低层系统相配合,水汽、动力、热力条件都较好,但由于登陆后台风环流逐渐表现出一种不对称结构特征,引起暴雨落区不对称分布。由于地形的抬升作用造成此次我市北部山区地区降水量大。低层的湿位涡分布与暴雨中心对应较好,对暴雨落区和暴雨中心有一定的指向作用。湿位涡负值中心的移动方向对台风的移向及登陆点有很好的指向作用。

北京2022年冬季奥运会冬季两项赛场山谷风现象初探

基于2019年1—3月张家口站探空资料与张家口市崇礼区B1638、B1640区域自动站的每小时2分钟平均风向、2分钟平均风速、整点气温及系留气艇探空资料分析第24届冬奥会冬季两项赛场的山谷风特征,为冬奥会天气预报提供参考。结果表明:环境风场较弱时,冬季两项赛场中存在山谷风现象,白天多上坡风及上谷风,夜间多下坡风及下谷风;山谷风系统一天具有两次风向的转变,下谷风转上谷风一般在日出后,而上谷风转下谷风一般在日落后;山谷风系统强度较弱,具有明显日变化,白天偏大而夜间偏小,并且受盛行西风影响明显;风向转变时,会伴随剧烈的气温升降,其原因与冷湖结构密切相关;对山谷风的预报需要综合考虑环境风场强弱、风向的转换时间、风速的分布、风向转换时气温的变化等。

秦皇岛市冬季一次污染过程特征及气象因素影响研究

利用秦皇岛市环境监测站和气象站数据,对秦皇岛市2021年2月19日至21日的污染天气过程的天气形势、气象条件、减排措施及管控效果进行分析。结果表明:此次污染天气过程500 hPa形势场为暖脊控制、高温高湿、持续的西南风、较高的静稳指数等,有利于污染物的累积与持续。污染期间SO_(2)和NO_(2)等气态污染物发生了强烈的二次转化,也是不断推高PM_(2.5)浓度的重要原因。

2019年夏季冀东北地区一次长生命史弓状飑线过程分析

选取2019年7月25日冀东北地区出现的一次长生命史弓状飑线过程,利用常规和加密气象观测数据、ERA5(0.25°×0.25°)再分析数据、卫星资料以及多普勒雷达资料等进行分析发现:7月25日过程出现在午后,飑线自西北向东南移动,影响槽比较浅薄,属于弱天气尺度强迫下产生的强对流天·气,本次过程主要由地面辐合线和干线触发;在高分辨率的葵花卫星云图上,有大范围对流云泡排列成带并向南压;本次飑线过程雷达回波特征有明显弓形,属于飑线型弓形回波,为中α尺度,形态多变,生命期长达6 h。

2021年11月秦皇岛市一次强降雪天气过程分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料对2021年11月6—8日秦皇岛市出现的一次暴雪过程进行分析。结果表明:此次过程是由高层槽、中低层切变线配合地面冷锋产生的一次降雪过程;降雪过程中的水汽条件、热力条件和动力条件较好,利于降雪天气的持续;秦皇岛地区冬季降水过程中的底层偏东风对降水的发生和维持有重要的作用。

沈阳地区MODIS与MERSI气溶胶产品对比研究

在中国东北地区,卫星气溶胶产品尚缺乏有效的验证机制,相关应用存在较大不确定性。利用2009–2011年中国地区太阳分光光度计观测网(CSHNET)沈阳站地基观测资料,借助后向轨迹模式分析了该地区气溶胶来源和季节变化特征,并同步对比了FY-3A/MERSI和Terra/MODIS气溶胶产品精度的季节差异及误差来源。结果表明:沈阳站气溶胶光学厚度和Angstrom波长指数季节变化明显,气溶胶受远程输送和区域排放的共同影响,人为源和自然源丰富。不同粒径粒子对气溶胶光学厚度的贡献因季节而异,导致卫星反演算法中气溶胶模型选择误差较大,影响了卫星反演精度。观测期间MODIS与MERSI气溶胶产品与地基观测数据的总匹配率分别为68%和83%。当气溶胶光学厚度较低时(AOD<0.35),MODIS产品出现低估,MERSI出现高估,与实测值的相对误差分别为–46%—54%、7%—135%;当气溶胶光学厚度较高时(0.35—0.75),MODIS和MERSI均出现不同程度的低估,两者与实测值的相对误差分别为–34%—54%、–21%—75%;当气溶胶光学厚度大于0.75时,低估尤为严重,与实测值的相对误差可达–34%—100%、–9%—58%。能与地基观测匹配的MODIS和MERSI有效样本数春、秋季较高(春季分别为69%、80%,秋季分别为73%、70%),夏季次之(69%、73%),冬季最少(2%、49%);MODIS与地基观测的相关性总体优于MERSI;但在冬季,MODIS与MERSI产品均不具备代表性。MODIS与MERSI气溶胶产品落入误差线的比例均为春季最高(22%、25%),秋季次之(19%、16%),夏季最小(6%、5%)。MERSI对粗模态气溶胶(α≤0.5)反演效果优于MODIS,而MODIS对混合模态气溶胶(0.5≤α<1.5)反演效果优于MERSI。MERSI与MODIS气溶胶产品在春、秋季可比性较好,夏季可比性较差,总体来说,春、秋季MERSI比MODIS低估更为严重。从气溶胶产品在辽宁省的区域分布来看,FY-3A/MERSI比Terra/MODIS覆盖范围略广,各季节FY-3A/MERSI与Terra/MODIS的总体空间分布特征基本一致,但对于某些地区,两者数值上依然存在较大偏差。